Radioterapia de Intensidad Modulada IMRT con colimador multiláminas

Transcripción

1 Radioterapia de Intensidad Modulada IMRT con colimador multiláminas Daniel Venencia, Físico Medico Instituto de Radioterapia, Córdoba, ARGENTINA Curso de Actualización en Protección Radiológica Córdoba, 21 al 23 de Noviembre 2013

2 IMRT Tratamiento que utiliza haces de radiación de intensidad no uniforme generados a partir de un proceso de optimización con planificación inversa IMRT con MLC Estático (Step&Shoot) entrega de secuencia de posiciones estáticas de MLC Dinámico (Sliding windows) movimiento continuo de pares de laminas durante la irradiación. Step & shoot Sliding windows

3 IMRT Tratamiento que utiliza haces de radiación de intensidad no uniforme generados a partir de un proceso de optimización con planificación inversa Porque es necesario que la intensidad del haz NO se uniforme? Step & shoot Sliding windows

4 2. Niveles de intensidad Objetivo : Consideremos: Colimación estándar = colimación binaria Supongamos que nuestro haz no tiene atenuación.

5 G. Birkhoff1940, 1940, estableció que un dibujo 2D de forma arbitraria podría ser descrito por la superposición de una serie de líneas rectas desde diferentes direcciones y con diferentes niveles del oscuridad. Pero para obtener una solución algunas de las líneas debían tener oscuridad negativa RT no existen niveles negativos y NO todas las incidencias son posibles! Objetivo:

6 %VOLUME 100 DVH PTV Cord CTV DOSE (Gy) IMÁGENES CONTORNO ESTRUCTURAS LIMITES UBICACIÓN CAMPOS CALCULO DE DOSIS OPTIMIZACIÓN COMPUTADA (inversa) Brahme, A. Optimization of stationary and moving beam radiation therapy techniques, Radiother. Oncol. 12: , (1988) 6

7 FUNCION OBJETO tipo cuadrática F PTV Nt N = N 1 i presc t,min i min t,max Nt i= 1 i= 1 i= 1 t t ( D D ) + w ( D D ) + w ( D D ) i max Suma sobre todos los elementos de volumen (voxel) donde PTV volumen blanco de planificación N t es el numero de puntos en el volumen de tratamiento. D i es la dosis en el voxel i como función de la intensidad del elemento del haz D presc es la dosis prescripta. D min y D max son las dosis de tolerancia máxima y mínima. w t,min y w t,max son penalidades (factores de peso) asociadas a la dosis máxima y mínima.

8 FUNCION OBJETO tipo cuadrática F OAR NOAR N 1 dv = woar,max i max OAR, dv N OAR i= 1 i= ( D D ) + w ( D D ) i dv Suma sobre todos los elementos de volumen (voxel) donde OAR órgano de riesgo N OAR es el numero de puntos en el órgano de riesgo. D dv dosis de restricción dosis volumen N dv numero de voxels cuya dosis debe estar por debajo de D dv w OAR,max y w OAR,dv penalidades relativas. La cobertura del volumen blanco (PTV) compite con la protección de los organos de riesgo (OAR)

9 Cyberknife Compensadores MLC Secuencial VMAT Tipos de IMRT MLC Dinámico Tomoterapia helicoidal Rapid ARC Tomoterapia serial Otros

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11 Campos de tratamiento G0º G290º G70º G260º G100º G225º G135º

12 Restricciones Dosis Volumen Ejemplo Los valores de dosis pueden variar según criterio medico. Volumen blanco Próstata (CTV 1 ) D mínima = Dosisprescripta (80Gy) D máxima <110 % Dosis prescripta Nº de fracciones = 40 PTV D95 = 80Gy D máxima <110% Dosisprescripta D máxima alejadode uretra región central Organos de riesgo Recto V40 entre 35% - 45% V65 < 20% Pared Posterior < 44Gy Vejiga V40 < 40% D25 < 65Gy Cabezas femorales V50 < 10% Bulbo peneano Cuerpos cavernosos Prioridad de superposición

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15 Restricción Dosis PTV Suavizado de fluencias Suavizado en la dirección X reduce la UM Valor relacionado con la prioridad Planificación Inversa - Optimización

16 Restricción Dosis OAR Planificación Inversa - Optimización

17 Planificación Inversa - Optimización Restricción Dosis OAR

18 Planificación Inversa - Optimización Restricción Dosis OAR

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22 Control de calidad del Acelerador QA MLC IMRT con MLC Integridad mecánica del sistema de tratamiento Preciso posicionamiento espacial y temporal del MLC Mayor desgaste en IMRT versus CRT3D Estabilidad del haz de radiación para pequeñas numero de UM (step&shoot) Actualización IAEA-TecDoc-1151

23 Control de calidad del Acelerador MLC componente mas critica Exactitud y reproducibilidad del posicionamiento de las laminas Exactitud de la velocidad de movimiento de laminas (solo dmlc)

24 Exactitud de posicionamiento de laminas Los errores en la posición de las láminas producen un error en la dosis entregada proporcional a: Error Dosis α [Error del GAP / Ancho de GAP] dimrt T. LoSasso, Med. Phys. 25(10), 1998.

25 Exactitud de posicionamiento de laminas Tolerancia: 3DCRT / IMRT S&S ±1.0mm dimrt ±0.2mm Verificación SIMPLE por calculo MANUAL! CRT 3D dmlc IMRT Step&Shoot IMRT Como verificamos la dosis entregada por cada campo?

26 Fluencias Niveles de intensidad G290º G0º G70º G260º G100º G225º G135º

27 2. Medición de la dosis total para el PLAN

28 2. Medición de la dosis total para el PLAN Criterio de tolerancia Dosis calculada vs medida < 3% Dosis calculada vs medida 3%-5% se debe analizar la discrepancia Dosis calcula vs medida > 5% el plan debe ser rechazado Fantoma Polystyrene

29 3. Medición de distribución de dosis total para el PLAN

30 4. Medición de distribución campo independiente

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32 Proceso IMRT Imágenes - Volúmenes Geometría de haces Optimización (Fluencia optima) Conversión para dmlc / Niveles de intensidad (Fluencia real) Tratamiento /verificación Creación de verificación Aprobación de plan Evaluación de Plan Calculo de dosis

33 Algunas conclusiones Las 2 modalidades de IMRT con ángulos fijos de gantry son step&shoot y sliding windows IMRT requiere de un estricto control de calidad del equipo de tratamiento y cada planificación El control de calidad paciente especifico es un proceso indirecto y debe ser realizado en forma independiente debido a que la intensidad de los campos es variable no siendo posible un calculo sencillo en forma independiente El control de calidad de un plan de IMRT debe ser finalizado previo al inicio del tratamiento del paciente. IMRT utiliza haces de radiación de intensidad no uniforme generados a partir de un proceso de optimización